مقاومت چیست؟(به زبان ساده)
مقاومت الکتریکی مولفه‌ای است که جریان الکتریکی را محدود و ولتاژ را کاهش می‌دهد.
به زبان ساده جریان الکتریکی را مثل رود آب در نظر بگیرید که سنگی در مسیر آن قرار گرفته است که این سنگ همان مقاومت است که جریان آب را کم میکند و این میزان کاهش به اندازه و پهنای سنگ بستگی دارد.
مقاومت یکی از پرکاربردترین قطعات الکترونیکی در مدار است. در ادامه با کاربرد مقاومت، انواع آن و نحوه بستن آن در مدار توضیحات کاملی را ارائه داده ایم.
آنچه در این مطلب خواهید خواند:
مقاومت الکتریکی را تعریف کنید
مقاومت الکتریکی یک جسم رسانا، یک ویژگی فیزیکی است که نشان‌دهنده میزان مقاومت آن جسم نسبت به جریان الکتریکی عبوری است.
در علم الکترونیک، فرمول مقاومت در مدارهای الکتریکی توسط قانون اهم بیان می‌شود.
قانون اهم و رابطه آن با مقاومت
طبق قانون اهم، نسبت اختلاف پتانسیل (یا اُفت ولتاژ) بین دوسَر یک جسم، به جریان عبوری از آن به شرطی که دما ثابت بماند، مقدار ثابتی است.
قانون اهم رابطه بین جریان الکتریکی (I)، ولتاژ (V) و مقاومت (R) را به صورت فرمول زیر توصیف میکند:
در این فرمول:
- I نمایانگر جریان الکتریکی (با یکای آمپر) است.
- V نمایانگر ولتاژ (با یکای ولت) است.
- R نمایانگر مقاومت (با یکای اهم) است.
مفهوم مثبت و منفی بودن مقاومت در مدارهای الکترونیکی
در یک نگاه کلی، مقاومت همیشه مثبت در نظر گرفته می‌شود. یعنی هر چه مقاومت یک قطعه بیشتر باشد، جریان کمتری از آن عبور میکند.همان‌طور که در فرمول قانون اهم می‌بینید، با افزایش مقاومت (R)، برای یک ولتاژ ثابت (V)، جریان (I) کاهش می‌یابد.
مقاومت یک جسم را چگونه اندازه گیری میکنند؟
مقاومت یک جسم را با روش‌های مختلف میتوان اندازه گیری کرد ولی این روش‌ها متداول تر است:
- با استفاده از اهم‌متر(Ohmmeter)
- با استفاده از مولتی متر(Multimeter)
کاربرد مقاومت در مدار الکتریکی
مقاومت‌ها کاربردهای زیاد دارند ولی اصلی‌ترین کاربرد مقاومت الکتریکی به زبان ساده، کنترل جریان الکتریکی و تقسیم و تنظیم ولتاژ و حفاظت است. به عنوان مثال، مقاومت‌ها به عنوان فیوزها در مدارهای برق مورد استفاده قرار می‌گیرند تا از جریان بیش از حد جلوگیری کنند و سیستم را حفاظت کنند.
رنگ‌های روی مقاومت‌ها نشانه چیست؟
رنگ‌های روی مقاومت‌ها به منظور نشان دادن مقدار مقاومت الکتریکی و ویژگی‌های دیگر آنها استفاده می‌شوند. استانداردی برای کدگذاری رنگ‌های مقاومت‌ها وجود دارد که به نام کد رنگی مقاومت معروف است. این کد با استفاده از خطوط رنگی روی بدنه مقاومت نمایش داده می‌شود.
کد رنگی مقاومت از چهار خط رنگی تشکیل شده است. این خطوط به ترتیب مقدار رقم صداقت (significant figure)، رقم دهگان صداقت (tens place)، ضریب ضربه (multiplier)، و دقت (tolerance) را نمایان میکنند.
مثال:
- اولین خط (رقم صداقت): نقره‌ای (Silver) معادل 0
- دومین خط (رقم دهگان صداقت): قهوه‌ای (Brown) معادل 1
- سومین خط (ضریب ضربه): قرمز (Red) معادل 100
- چهارمین خط (دقت): طلایی (Gold) معادل 5%
بنابراین، اگر یک مقاومت را با خطوط رنگی نقره‌ای، قهوه‌ای، و قرمز ببینید، مقدار مقاومت آن به صورت 100 اهم خواهد بود، و دقت آن 5% خواهد بود.
موارد دقت (tolerance) می‌تواند مختلف باشد، از جمله 1%، 2%، 5%، و 10%. این موارد نشان‌دهنده انحراف مجاز از مقدار مقاومت تعیین شده توسط خطوط رنگی هستند.
نحوه نصب مقاومت در مدار
نصب مقاومت در یک مدار الکتریکی به سهولت قابل انجام است. در زیر، نحوه نصب مقاومت در یک مدار را توضیح داده‌ام:
1.تعیین مقدار مقاومت:
ابتدا باید مقدار مقاومت مورد نیاز برای کاربرد خاص خود را تعیین کنید. این مقدار معمولاً بر اساس نیازهای جریان یا ولتاژ در مدار مشخص می‌شود.
2.خواندن کد رنگی مقاومت:
اگر مقاومت شما کد رنگی دارد، باید کدهای رنگی را بخوانید تا مقدار مقاومت را مشخص کنید. هر رنگ معمولاً به یک عدد خاص نظیر است.
3.ارتباط با مدار:
دو سر مقاومت را به دو نقطه مدار که می‌خواهید جریان از آن عبور کند، وصل کنید.
معمولاً یک سر مقاومت به سر مثبت منبع تغذیه و دیگری به سر منفی وصل می‌شود.
4.استفاده از لحیم:
اگر مقاومت به عنوان یک عنصر دائمی در مدار قرار می‌گیرد، سرهای مقاومت را با کابل‌های مدار به وسیله لحیم به نقاط مدار لحیم کنید.
5.استفاده از کلمپ‌ها (اختیاری):
می‌توانید از کلمپ‌ها برای اتصال سرهای مقاومت به سایر اجزای مدار یا بردهای مداری استفاده کنید.
6.استفاده از پتانسیومتر (اختیاری):
اگر مقاومت به عنوان یک پتانسیومتر (مقاومت قابل تنظیم) استفاده می‌شود، سرهای آن به نقاط مدار وصل شده و میتوان با چرخاندن پتانسیومتر، مقدار مقاومت را تغییر داد.
توجه داشته باشید که مقاومت‌ها می‌توانند به عنوان عناصر کنترلی در مدارها استفاده شوند و نصب آنها به دقت و با رعایت مقادیر مورد نظر مهم است.
انواع مقاومت
مقاومت‌ها انواع مختلی دارندولی به طور کلی مقاومت‌ها از نظر کاربرد به دو بخش ثابت و متغیر تقسیم می‌شوند.
مقاومت الکتریکی ثابت
مقاومت الکتریکی ثابت(Fixed Resistors) یک مقاومت الکتریکی است که مقدار مقاومت آن در طول زمان و با تغییرات دما و ولتاژ محیطی تقریباً ثابت می‌ماند. مقاومت‌های الکتریکی ثابت معمولاً با مقادیر مقاومت مشخص و استانداردی تولید می‌شوند و در بسیاری از برنامه‌های الکترونیکی و الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع مقاومت‌ها می‌توانند در مدارهای تقویت‌کننده، فیلترها، دیودها، و محافظت‌کننده‌های مدارها مورد استفاده قرار گیرند.
مقاومت الکتریکی متغیر
در مقاومت الکتریکی متغیر(Variable Resistors) مقدار مقاومت می‌تواند توسط کاربر یا تغییرات خودکار مدار تنظیم شود. این تغییر ممکن است به دلیل تغییرات دما، ولتاژ، فرکانس و یا شرایط محیطی دیگر باشد.
یک مثال از مقاومت الکتریکی متغیر، پتانسیومتر است. پتانسیومتر یک نوع مقاومت متغیر است که میتوان با چرخش یک شافت یا حرکت یک نوار مقاومتی، مقدار مقاومت آن را تنظیم کرد. این ویژگی می‌تواند در کنترل سطح روشنایی، تنظیم صدا و سایر کاربردهایی که نیاز به تنظیم مقاومت دارند، مفید باشد.
مقاومت ویژه چیست؟
مقاومت ویژه یا رسیستیویته (Resistivity) یک ویژگی ذاتی ماده است که نشان می‌دهد آن ماده تا چه اندازه در برابر عبور جریان الکتریکی مقاومت میکند. به عبارت ساده‌تر، مقاومت ویژه، اندازه‌ای از سختی عبور الکترون‌ها از درون یک ماده است.
به طور مثال، مس یکی از بهترین رساناهای الکتریکی است و مقاومت ویژه کمی دارد. به همین دلیل در ساخت سیم‌ها و کابل‌های برق از مس استفاده می‌شود.
فرمول مقامت ویژه: ρ = RA/L
در این فرمول:
ρ: مقاومت ویژه (اهم‌متر)
R: مقاومت الکتریکی (اهم)
A: سطح مقطع سیم (متر مربع)
L: طول سیم (متر)
آیا مقاومت جهت دارد؟
مقاومت‌ها، به طور کلی جهت دار نیستند، یعنی می‌توانند در هر دو جهت جریان الکتریکی عمل کنند. برخی از عناصر مقاومتی نظیر مقاومت‌های متغیر (در صورتی که دارای حالت متغیر باشند) یا مقاومت‌های نیمه‌هادی، در برخی از شرایط ممکن است دارای جهت باشند. اما مقاومت‌های معمولی، مانند مقاومت‌های معمولی اهمی، در هر دو جهت عمل میکنند.
در مقاومت‌های استاندارد، جهت جریان معمولاً مشخص نیست و مقاومت‌ها به طور تقریبی در هر دو جهت برابر عمل میکنند. این بدین معناست که مقاومت‌ها بر اساس جهت جریان نصب یا استفاده نمی‌شوند و می‌توانند به طور آزاد در هر جهت مد نظر قرار گیرند.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.